Состав для пылеподавления "Антипыль" и способ его применения Российский патент 2021 года по МПК C09K3/22 E21F5/02 E21F5/06 

Изобретения относятся к средствам для пылеподавления на автодорогах и карьерах. Могут быть использованы в угольной, горнорудной, металлургической, строительной и других отраслях промышленности.

Известен смачиватель для подавления угольной пыли, содержащий следующие компоненты, мас. %: алкилбензосульфокислота 11,3-14,3; гидроксид натрия 6,0-9,05; неонол 14,0-17,9; этиловый спирт 1,25-1,75; карбамид 1,3-1,7; хлорид кальция 1,25-1,75; бишофит 1,25-1,75; отдушка 0,2-0,5 и вода 50-53,5 (Патент РФ №2495250 С1, дата приоритета 23.04.2012, дата публикации 10.10.2013, автор Глебов А.Ф., RU).

К недостаткам следует отнести его сложность и многокомпонентность, которые затрудняют процесс приготовления смачивателя, а отдельные компоненты могут представлять вред для здоровья человека и негативно сказываться на окружающей среде.

Также известен способ пылеподавления на открытых угольных складах, который заключается в нанесении на пылящие поверхности смеси, полученной соединением карбида кальция и натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы в соотношении 3:1 и растворенной в воде до концентрации в водном растворе, равной 5% (Патент РФ №2532939 С1, дата приоритета 09.08.2013, дата публикации 20.11.2014, авторы: Ковшов С.В. и др., RU).

Недостатком данного способа является низкая эффективность смеси в отношении обеспечения необходимой безопасности при применении из-за активности взаимодействующих компонентов, так как карбид кальция при контакте с водой активно с ней взаимодействует, выделяя газообразный ацетилен, образующий с воздухом взрывоопасную смесь.

Известно изобретение, принятое за прототип, в котором используют смесь, включающую хлорид кальция и натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы, для пылеподавления на открытых угольных складах (Патент РФ №2683014, дата приоритета 21.05.2018, дата публикации 25.03.2019, авторы: Ковшов С.В. и др., RU).

Недостатком данного изобретения является то, что отдельные компоненты (натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы) могут представлять вред для здоровья человека и негативно сказываться на окружающей среде.

Известен способ пылеподавления угля, включающий обработку угля средством, нагретым до температуры 50-100С, при расходе средства 500-2500 г на тонну угля, принятый за прототип (Патент ЕА 35341 В1 от 29.05.2020, авторы: Шевчук П.В. и др., RU).

Недостатком данного способа является сложность применения состава, так как есть необходимость нагревания состава перед применением.

Технический результат заключается в получении простого в изготовлении состава с эффективными пылеподавляющими свойствами, не оказывающими отрицательного воздействия на окружающую среду.

Указанный технический результат достигается тем, что в составе для пылеподавления «Антипыль», содержащем дихлорид кальция, согласно заявляемому изобретению, содержит пропан-1,2-диол, неионогенные ПАВ и воду, при следующем соотношении компонентов, масс. %:

дихлорид кальция - 25-35%,

пропан-1,2-диол - 3-7%,

неионогенные поверхностно-активные вещества (ПАВ) - 1-3%

вода до 100%,

при этом концентрация смеси дихлорида кальция, пронан-1,2-диола и неионогенных ПАВ и водном растворе составляет 29-45%.

Указанный технический результат достигается также способом пылеподавления, включающий обработку пылящей поверхности средством, согласно заявленному изобретению, полученным обычным механическим смешением состава для пылеподавления «Антипыль» с водой: расход средства составляет 2 литра 5% раствора состава для пылеподавления «Антипыль» на 1 тонну обрабатываемых сыпучих материалов в массе при транспортировке в вагонах и в местах перегрузки; расход средства составляет 1 литр 5% раствора состава для пылеподавления «Антипыль» на 1 м² обрабатываемой поверхности при хранении сыпучих материалов в конусах на открытых площадках, при первичной и повторной обработке с интервалом 20-30 дней; расход средства составляет 1 литр 30% раствора состава для пылеподавления «Антипыль» на 1 м² дороги, дорожных обочин при первичной обработке; расход средства составляет 1 литр 5% раствора состава для пылеподавления «Антипыль» на 1 м² дороги, дорожных обочин при повторной обработке с интервалом 5-7 дней.

Заявляемые изобретения поясняются таблицами, где в таблице 1 показан расход состава для пылеподавления «Антипыль», а в таблице 2 показана эффективность пылеподавления на основе промышленных испытаний состава для пылеподавления «Антипыль».

Заявляемый состав, включающий в себя дихлорид кальция, пропан-1,2-диол, неионогенные ПАВ, получают простым смешением компонентов в обычных условиях. Состав представляет собой бесцветную жидкость плотностью 1,20-1,30 кг/дм³.

Дихлорид кальция хорошо растворяется в воде, способствует тому, что обработанная поверхность абсорбирует влагу, оставляя пылящие поверхности и уголь увлажненными длительное время и предотвращая пылеобразование, а также способствует снижению смерзаемости горных пород. В предлагаемом составе доля данного компонента составляет 25-35%. Это объясняется тем, что при добавлении дихлорида кальция более 35% - он выпадает в осадок, при добавлении менее 25% -значительно увеличивается расход средства для получения требуемой эффективности пылеподавления, состав теряет свойства против смерзания.

Пропан-1,2-диол снижает поверхностное натяжение, при смешивании с дихлоридом кальция усиливает его свойства. В предлагаемом составе доля данного компонента составляет 3-7%. Это объясняется тем, что при добавлении пропан-1,2-диол менее 3% - состав теряет эффективность пылеподавления, а добавление более 7% повышает экономически неоправданный расход состава.

ПАВ являются ингибиторами коррозии, вызываемой применением дихлорида кальция. В предлагаемом составе доля данного компонента составляет 1-3%. Это объясняется тем, что при добавлении ПАВ менее 1% - состав теряет антикоррозийные свойства, а добавление более 3% повышает экономически неоправданный расход состава.

Вода является разбавителем и необходимым компонентом для приготовления состава.

Заявляемый способ осуществляют следующим образом.

Средство для обработки получают обычным механическим соединением состава с водой. Для приготовления готового для обработки пылящей поверхности средства необходимо разбавить состав для пылеподавления «Антипыль» водой до нужной концентрации, представленной в таблице 1. Нет необходимости в применении специальной техники и соблюдения определенных условий среды для смешивания. Обрабатываемая поверхность не требует подготовки. При обработке сыпучих материалов в массе при транспортировке в вагонах и в местах перегрузки расход средства составляет 2 литра 5% раствора состава для пылеподавления «Антипыль» на 1 тонну обрабатываемого материала. В случае хранения сыпучих материалов в конусах на открытых площадках расход средства составляет 1 литр 5% раствора состава для пылеподавления «Антипыль» на 1 м² обрабатываемой поверхности при первичной и повторной обработке с интервалом 20-30 дней. Для пылеподавления на дорогах, дорожных обочинах расход средства составляет 1 литр 30% раствора состава для пылеподавления «Антипыль» на 1 м² дороги, дорожных обочин при первичной обработке; расход средства составляет 1 литр 5% раствора состава для пылеподавления «Антипыль» на 1 м² дороги, дорожных обочин при повторной обработке с интервалом 5-7 дней.

Полученное средство было использовано при проведении промышленных испытаний с целью определения эффективности пылеподавления в условиях поверхности штабеля, участков дорожного полотна технологических дорог и обочин.

На первом этапе определили участки промышленной территории, на которых будут испытывать средство. На втором этапе испытаний произвели обработку испытуемых участков полученным средством. На третьем этапе произвели замеры концентраций пыли, сдуваемой с обработанных и необработанных поверхностей участков, с использованием установки, которая моделирует ветровые нагрузки до 25 м/с.

Каждую испытуемую пылящую поверхность подвергли воздействию воздушного потока, создаваемого установкой, около 30 минут, в течение которых с интервалом в 5 минут производили замеры концентраций пыли.

На четвертом этапе испытаний провели разовые замеры концентраций пыли, сдуваемой с обработанных и необработанных участков. Исследования провели на 2-е, 3-е, 4-е и 8-е сутки. Эффективность пылеподавления по результатам промышленных испытаний, проведенных на четырех угольных предприятиях, представлена в таблице 2.

По сравнению с известными решениями предлагаемые состав для пылеподавления «Антипыль» и способ его применения позволяют повысить эффективность пылеподавления пылящих поверхностей в сочетании с дополнительным положительным эффектом снижения смерзаемости обработанных средством поверхностей.

Изобретение относится к средствам для пылеподавления на автодорогах и карьерах. Раскрывается состав для пылеподавления, содержащий дихлорид кальция, характеризующийся тем, что дополнительно содержит пропан-1,2-диол, неионогенные ПАВ и воду, при следующем соотношении компонентов, мас.%: дихлорид кальция - 25-35, пропан-1,2-диол - 3-7, неионогенные ПАВ - 1-3 и воду до 100. Также раскрываются способы пылеподавления, включающие обработку пылящей поверхности средством, полученным обычным механическим смешением указанного состава для пылеподавления с водой. Технический результат заключается в получении простого в изготовлении состава с эффективными пылеподавляющими свойствами, не оказывающими отрицательного воздействия на окружающую среду. 5 н.п. ф-лы, 2 табл.

1. Состав для пылеподавления, содержащий дихлорид кальция, отличающийся тем, содержит пропан-1,2-диол, неионогенные ПАВ и воду, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

дихлорид кальция 25-35 пропан-1,2-диол 3-7 неионогенные ПАВ 1-3 вода до 100

2. Способ пылеподавления, включающий обработку пылящей поверхности средством, полученным обычным механическим смешением состава для пылеподавления по п.1 с водой, отличающийся тем, расход средства составляет 2 литра 5% раствора состава для пылеподавления по п.1 на 1 тонну обрабатываемых сыпучих материалов в массе при транспортировке в вагонах и в местах перегрузки.

3. Способ пылеподавления, включающий обработку пылящей поверхности средством, полученным обычным механическим смешением состава для пылеподавления по п.1 с водой, отличающийся тем, что расход средства составляет 1 литр 5% раствора состава для пылеподавления по п.1 на 1 м² обрабатываемой поверхности при хранении сыпучих материалов в конусах на открытых площадках при первичной и повторной обработке с интервалом 20-30 дней.

4. Способ пылеподавления, включающий обработку пылящей поверхности средством, полученным обычным механическим смешением состава для пылеподавления по п.1 с водой, отличающийся тем, что расход средства составляет 1 литр 30% раствора состава для пылеподавления по п.1 на 1 м² дороги, дорожных обочин при первичной обработке.

5. Способ пылеподавления, включающий обработку пылящей поверхности средством, полученным обычным механическим смешением состава для пылеподавления по п.1 с водой, отличающийся тем, что расход средства составляет 1 литр 5% раствора состава для пылеподавления по п.1 на 1 м² дороги, дорожных обочин при повторной обработке с интервалом 5-7 дней.